1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii
  3. Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)

Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8.

Kategoria: Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Sole Typ: Narysuj/zapisz wzór Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Wzory soli można w sposób uproszczony przedstawić w postaci tlenkowej, na przykład wzór CaCO3 można przedstawić jako CaO · CO2.
Superfosfat podwójny jest nawozem, którego głównym składnikiem jest diwodorofosforan(V) wapnia o wzorze Ca(H2PO4)2, stosowanym do wzbogacania gleby w fosfor.

Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 460.
a)Zapisz wzór diwodorofosforanu wapnia w postaci wzoru tlenkowego.

b)Oblicz w procentach masowych zawartość P2O5 w tym związku chemicznym.

c)Dokończ zdanie, zaznaczając wniosek A lub B i jego uzasadnienie 1. lub 2.

Jako nawozu fosforowego używa się diwodorofosforanu(V) wapnia, a nie fosforanu(V) wapnia, ponieważ diwodorofosforan(V) wapnia

A. jest rozpuszczalny w wodzie i zawiera 1. mniejszy procent masowy P2O5.
B. nie jest 2. większy procent masowy P2O5.

Rozwiązanie

a)
(0-1)
CaO · P2O5 · 2H2O
b)
(0-1)
Przykład poprawnej odpowiedzi
Obliczenie procentowej zawartości P2O5 w Ca(H2PO4)2:
Mzw = 234 g · mol−1
Mtlenku fosforu = 142 g · mol−1
234 g
142 g
⸺
⸺
100%
x

x = 60,7%

Odpowiedź: Zawartość P2O5 w Ca(H2PO4)2 wynosi 60,7% masowych.

c)
(0-1)
A. 2.
Obliczanie procentowej zawartości P2O5 w Ca3(PO4)2:
M = 310 g · mol−1
Mtlenku fosforu = 142 g · mol−1
310 g
142 g
⸺
⸺
100%
x

x = 45,8%
Procentowa zawartość P2O5 w Ca3(PO4)2 wynosi 45,8%.
Procentowa zawartość P2O5 w Ca(H2PO4)2 wynosi 60,7%.

Wskazówki

a)
Wzór tlenkowy (uproszczony) danej soli musi być jakościowo i ilościowo identyczny w stosunku do „zwykłego” wzoru tej soli. Aby go ułożyć, mając „zwykły” wzór soli, trzeba zidentyfikować tlenki, które tę sól tworzą. W przypadku diwodorofosforanu(V) wapnia Ca(H2PO4)2, który jest solą wapnia i kwasu ortofosforowego(V), tlenkami tymi są: tlenek wapnia CaO i tlenek fosforu(V) P2O5, będący bezwodnikiem kwasu fosforowego(V). W ten sposób mamy uwzględniony 1 atom wapnia, 2 atomy fosforu i 6 atomów tlenu. W skład diwodorofosforanu(V) wapnia Ca(H2PO4)2 wchodzi 1 atom wapnia, 2 atomy fosforu, 8 atomów tlenu i 4 atomy wodoru. Musimy więc uwzględnić jeszcze 4 atomy wodoru i 2 atomy tlenu, które tworzą 2 cząsteczki wody. Dzięki temu otrzymujemy tlenkowy wzór diwodorofosforanu(V) wapnia: CaO · P2O5 · 2H2O.

b)
Aby rozwiązać zadanie, konieczne jest obliczenie masy molowej Ca(H2PO4)2 i masy molowej P2O5. Masa molowa diwodorofosforanu(V) wapnia wyraża się równaniem: Mzw = MCa + 2(MP + 2MH + 4MO) w którym MCa, MP, MH, MO oznaczają masy molowe wapnia, fosforu, wodoru i tlenu, ich wartości odczytujemy z układu okresowego (pamiętamy przy tym, że masa atomowa jest wielkością mikroskopową wyrażaną w unitach, a masa molowa – wielkością makroskopową wyrażaną w g · mol-1). Wartości te należy podstawić do równania i obliczyć masę molową związku chemicznego. Podobnie postępuje się przy obliczeniu masy molowej P2O5:
Mtlenku = 2 MP + 5MO
Z tlenkowego wzoru diwodorofosforanu(V) wapnia wynika, że na 1 mol związku przypada 1 mol tlenku fosforu(V). Masa molowa Ca(H2PO4)2 stanowi 100%, należy obliczyć zawartość procentową P2O5 odpowiadającą masie molowej tego tlenku.

c)
Udzielenie odpowiedzi na tę część zadania wymaga obliczenia procentowej zawartości tlenku fosforu(V) w Ca3(PO4)2, ponieważ zawartość tego tlenku w diwodorofosforanie(V) wapnia obliczyliśmy w poprzedniej części zadania. Porównanie procentowej zawartości tlenku fosforu w obu związkach pozwala stwierdzić, że jest ona większa w Ca(H2PO4)2. Korzystając z tablicy rozpuszczalności soli zawartej w zestawie Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki, można stwierdzić, że fosforan(V) wapnia jest nierozpuszczalny w wodzie. Trzeba także pamiętać, że wodorosole, więc również diwodorofosforan(V) wapnia, są w wodzie rozpuszczalne lepiej niż sole obojętne.